张永芬 王平

摘要：为对烟草多酚氧化酶进行生物信息学分析，利用ProtScale、PhyML和Meme工具读取烟草多酚氧化酶，进行疏水性、进化树和保守基序分析。结果表明，烟草多酚氧化酶各成员均为亲水性氨基酸;多酚氧化酶成员的进化树被划分为三类，其中烟草和番茄聚为一类，第二类中的成员最多;NtPPOI、NtPP02和NtPP03均含有相同的保守基序，NtPPOI和NtPP02分布位置较为相似，而NtPP03与其存在一定的差异。

关键词：烟草;多酚氧化酶;生物信息

中图分类号：TS41+3

文献标识码：A

文章编号：0439-8114（ 2020） 08-0161-03

D01：10.1408 8/j .cnki.issn0439-8114.2020.08.037

烟叶在烘烤过程中，若不能判断烟叶的身份特性，对其进行烘烤，易出现烤坏烟，其中一项为烤后姻叶挂灰[1]，烟叶变褐的较大一部分原因与多酚氧化酶有关。在烟叶组织正常的情况下，多酚氧化酶与底物酚类物质处于不同的区域，当受到外界环境的过度胁迫或机械损伤时，造成两者相互结合，进而发生褐变反应[2.3]。目前，从生物信息学的角度分析，多酚氧化酶的植物包括苹果、葡萄、马铃薯等[4-6]，而对烟草多酚氧化酶的生物信息学研究相对较少，为此，本研究对烟草多酚氧化酶进行生物信息学分析，为以后烟草多酚氧化酶的研究奠定基础。

1 材料与方法

1.1 烟草多酚氧化酶成员的获取

于NCBI（美国国家生物技术信息中心，主要为储存生物信息的数据库）[7]中获取烟草多酚氧化酶的成员，其登录号为CAA73103、NP_001312700和ABE96885，并分别命名为NtPP01、NtPP02和NtP-P03[8.9]。

1.2方法

利用ProtSc ale、PhyML和Meme工具[10-12]对烟草多酚氧化酶进行疏水性、进化树和保守基序分析。

2 结果与分析

2.1 烟草多酚氧化酶的疏水性

对烟草多酚氧化酶的疏水性进行分析，NtPP01、NtPP02和NtPP03的疏水性结果分别见图la、图lb和图lc。图la显示，NtPPOI以第74位亮氨酸的疏水性最强，其值为1.878，其次为第73位甘氨酸（1.633），第305位亮氨酸（1.544）等共有177个疏水氨基酸;第484位天冬氨酸（-3.544）、第482位谷氨酸（-3.344）、第483位的赖氨酸（-3.233）等共含有415个亲水性氨基酸，整体疏水性分值为-0.531，说明NtPPOI属于亲水性蛋白质。图lb显示，NtPP02的前三位疏水性氨基酸的类型和分值相同，但位置有所不同，分别为第72位、第71位和第302位，NtPP02序列的疏水氨基酸共有169个;NtPP02序列的亲水氨基酸数为421个，其前三位亲水性氨基酸的类型和分值均相同，分别位于第482位、第480位和第481位，整体疏水性分值是-0.557，说明NtP-P02为亲水性蛋白质。图lc显示，NtPP03以第215位亮氨酸的疏水性最强，其值为1.544，其次为第180位（天冬氨酸）、第181位（亮氨酸）和第182位（甘氨酸），其值均为1.489，共含有142个疏水氨基酸;NtPP03的亲水氨基酸数是360个，其前三位亲水性氨基酸的类型和分值均与NtPP01相同，但所在位置为NtPP01相应的氨基酸向后移动90位，整体疏水性分值是-0.562，說明NtPP03为亲水性蛋白质。

2.2烟草多酚氧化酶的进化树分析

烟草多酚氧化酶成员与番茄成员（NP_001318057、NP_001334885和XP 004232833），陆地棉成员（NP_001313838、NP_001313720和NP001314153），丹参成员（AEE61322、AFH00996、AFH00998、ADF59058和ADF59059）进行序列比对，获得各成员之间的进化树，结果如图2所示。根据多酚氧化酶的相似性，多酚氧化酶的进化树自上而下被划分为3个类别，烟草多酚氧化酶全体成员和部分番茄多酚氧化酶为第一类，陆地棉多酚氧全体成员、部分番茄多酚氧化酶和部分丹参多酚氧化酶为第二类，部分丹参多酚氧化酶为第三类，其中第二类中的成员数最多，共6个成员。烟草多酚氧化酶成员分布较为集中，与番茄多酚氧化酶聚类结果值较为稳定（大于90）。

2.3烟草多酚氧化酶的保守基序

对烟草多酚氧化酶保守基序的分析结果见图3。为检测烟草多酚氧化酶各成员保守基序的准确性，设置检测数量为6个，根据获取的保守基序覆盖度和相似度对各个保守命名，分别为Motif-I、Mo-tif-2、Motif-3、Motif-4、Motif-5、Motif-6，其中各成员序列的氨基酸如表1所示。根据各保守基序的分布，推测Motif-4、Motif-2、Motif-I和Motif-3可能属于烟草多酚氧化酶的酪氨酸酶铜结合域的特定结构域（ Tyrosinase），Motif-5可能属于烟草多酚氧化酶的中心域的特定结构域（PP01_DWL），Motif-6可能属于烟草多酚氧化酶的C-末端的特定结构域（PPOI_KFDV）。

3小结与讨论

通过对烟草多酚氧化酶的疏水性进行分析，结果表明其成员均为亲水性蛋白质。本研究结果与杨昭[13]相同。烟草多酚氧化酶的这一特点有利于促进烟草多酚氧化酶蛋白质空间结构的致密性;烟草多酚氧化酶在进化树中与番茄聚为一类，表明该蛋白酶进化程度较为保守[14]，而烟草与番茄聚为一类的主要原因可能为两者属于同一个科，即茄科，研究结果与赵东等[15]较为一致;烟草多酚氧化酶各成员具有相同的保守基序，且排列顺序相同，说明其功能可能相同，研究结果与王弋等[16]较为一致。

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作者简介：张永芬（1977-），女，云南陸良人，助理农艺师，主要从事烟叶生产研究工作，（电话）13598087187（电子信箱）3619215306@qq.com。